Ceas radiocomandat de precizie atomică (radiocomandat)

Taguri: Tehnologie și concepte | Clasice

Precizie. Acest cuvânt poate deveni sinonim cu ceasurile de mână radiocomandate (RC) care vă oferă ora locală perfect exactă de fiecare dată când sunt setate pe fusul orar corespunzător.

Rádiem řízené hodinky

Procesul de sincronizare în sine este complet automat, de obicei în timpul nopții, pentru a evita interferențele cu semnalul radio recepționat. Unele modele de ceasuri de mână, în special cele pentru piloți, sunt sincronizate de mai multe ori în timpul zilei pentru o precizie maximă a orei afișate. Bineînțeles, dacă condițiile sunt potrivite. Dacă este necesar, sincronizarea orei poate fi pornită și manual, prin simpla apăsare a butonului corespunzător.

Ceasul primește semnalul de timp al ceasului atomic transmis de stațiile de emisie terestră cu unde lungi. Semnalul său este disponibil pe o rază cuprinsă între o mie și trei mii de kilometri. Pentru a recepționa semnalul radio, ceasul are nevoie de o cantitate considerabilă de energie electrică. Prin urmare, acestea sunt adesea echipate cu celule solare în miniatură. Acestea transformă lumina incidentă în energie electrică, care este utilizată pentru a încărca bateria.

Există aproape cincizeci de stații radio care transmit semnale de timp, în diferite benzi și la diferite frecvențe, iar acestea sunt distribuite neregulat în diverse locuri de pe planetă. Ele sunt operate de guvernele țărilor respective. Majoritatea producătorilor de ceasuri de mână utilizează semnalele unor emițătoare selectate, situate în Germania, Anglia, SUA, China și două emițătoare situate în Japonia, pentru a sincroniza ora. Semnalele cu unde lungi se propagă foarte bine și nu sunt deranjate de pereții groși ai clădirilor. Ele sunt slăbite doar de structurile din beton armat și de interferențe, în special de la televizoare, smartphone-uri și surse de alimentare. În anumite perioade ale anului, raza de acțiune a semnalului radio poate fi redusă cu până la o treime din cauza condițiilor atmosferice nefavorabile.

Ceasurile radiocomandate în practică

Toate ceasurile radiocomandate sunt echipate cu o funcție de sincronizare automată a orei și a datei. Unele pot, de asemenea, să seteze automat ora de vară (DST). Desigur, acest lucru se întâmplă numai dacă informațiile privind ora de vară sunt incluse în semnalul radio transmis, așa cum este cazul stațiilor germane și engleze.

Setarea orașului natal

Primul lucru pe care utilizatorul tuturor ceasurilor radiocomandate trebuie să îl facă întotdeauna este să seteze manual orașul de domiciliu sau fusul orar local. Praga nu se regăsește în meniul orașului de origine, așa că setează o altă capitală mai apropiată, situată în același fus orar: Paris sau Berlin.

Recepția semnalului se declanșează automat și manual

Majoritatea ceasurilor de mână primesc un semnal radio în fiecare noapte, de obicei în jurul orei 2. Seara, nu trebuie decât să îl așezați într-un loc potrivit, de preferință pe o fereastră orientată spre emițător (în Cehia, spre vest), iar procesorul încorporat al ceasului se va ocupa de toate celelalte. Dacă semnalul orar este recepționat cu succes, acesta ajustează ora ceasului de mână în mod corespunzător. Iar dacă recepția nu reușește din anumite motive (de exemplu, pentru că semnalul radio este bruiat sau slab), acesta începe sincronizarea încă o dată, sau chiar de mai multe ori, întotdeauna la o oră după ultima recepție nereușită. Numărul de încercări variază de la un model de ceas la altul. Puteți verifica apoi succesul ultimei sincronizări dimineața.

Unele ceasuri vă permit să dezactivați funcția de sincronizare automată zilnică a orei. Acest lucru este util dacă, de exemplu, vă aflați în afara razei de acoperire radio pentru o perioadă lungă de timp sau în afara luminii solare directe. Sau dacă alegeți să vă sincronizați ceasul manual, de exemplu, doar o dată la câteva zile. Dezactivarea sincronizării automate a orei va reduce consumul de energie al bateriei ceasului. În acest caz, acuratețea sa este aceeași cu cea a majorității ceasurilor cu cuarț (+/- câteva zeci de secunde pe lună).

De asemenea, ceasul nu încearcă să recepționeze un semnal dacă setarea curentă a orașului indică faptul că niciun emițător nu se află în raza de acțiune. De exemplu, Sydney (SYD) în Australia și, de fapt, oriunde în emisfera sudică (toate emițătoarele se află în emisfera nordică).

Viteza de sincronizare

Sincronizarea orei cu ajutorul unui semnal radio terestru durează între 2 și 15 minute, mult mai mult decât sincronizarea cu ajutorul unui semnal de timp GPS. Acest lucru se datorează, în principal, structurii și conținutului informațiilor transmise de transmisiile radio terestre pe unde lungi.

Amplasarea antenei de recepție

Viteza de sincronizare este influențată nu numai de intensitatea și calitatea semnalului radio, ci și de materialul carcasei ceasului, de orientarea adecvată a antenei încorporate și, în special, de sursele locale de interferențe electromagnetice.

Antena este cel mai adesea amplasată în poziția de la ora 9 sau de la ora 12 a carcasei ceasului. Producătorii recomandă plasarea ceasului lângă o fereastră și orientarea antenei de recepție spre emițător. În țara noastră, adică spre vest. Ceasurile RC sunt, de asemenea, echipate cu un indicator al intensității semnalului radio.

Pe ce posturi terestre se acordă ceasul?

Primele ceasuri de mână radiocomandate au fost concepute în principal pentru piața locală, acestea putând recepționa semnale radio doar de la stația de emisie terestră DCF77 situată în Mainflingen, Germania (Junghans). Ceasurile care puteau recepționa semnale de la cel puțin două stații de emisie terestră (Citizen) au ajuns să fie cunoscute sub denumirea de multibandă sau MULTIBAND. Cel mai adesea, acestea erau modele concepute pentru a recepționa semnale fie de la o stație de emisie americană și două japoneze, fie modele concepute pentru a recepționa stații de emisie germane și englezești.

Mai târziu, ceasurile Casio au fost denumite MULTIBAND 5, ceea ce însemna că ceasul putea recepționa semnale de timp de la stații de emisie americane, engleze și germane și de la două stații de emisie japoneze. Ceasurile ulterioare cu denumirea MULTIBAND 6 puteau primi, de asemenea, semnalul orar al unei stații de radiodifuziune chinezești.

Cele mai multe ceasuri de mână radiocomandate actuale pot recepționa semnale de timp de la patru până la șase stații de emisie terestre:

  • America de Nord - (WWVB), un emițător de 3000 km situat în Fort Collins, Colorado.
  • Anglia - (MSF), un emițător de 1500 km situat în Anthorne (Cumbria).
  • Germania - (DCF77), un emițător de 1500 km situat în Mainflingen (Hessen).
  • China - (BPC), un emițător de 1500 km situat în Shangqiu (provincia Henan).
  • Japonia - (JJY), 2 emițătoare, fiecare cu o rază de acțiune de 1000 km, amplasate pe muntele Otakadoya (Fukushima) și pe muntele Hagane (Kyushu).
Světová mapa vysílačů signálu pro RC hodinky

Însumând suprafețele acoperite de aceste șase emițătoare, rezultă un total de aproximativ 55 de milioane de km2 (de fapt, chiar mai puțin, deoarece unele zone se suprapun). Având în vedere că suprafața totală a Pământului este de 510 milioane de km2, aceasta înseamnă o acoperire de aproximativ 10%. Pe de altă parte, cei mai mulți dintre noi (cehi) ne petrecem 99,9% din viață pe această suprafață de 10% din Pământ.

RC sau GPS?

Alternativa la ceasurile radiocomandate este tehnologia mai nouă de sincronizare a timpului prin GPS (din 2011). Acestea au încorporat un receptor miniatural al semnalului de la sateliții GPS, care, spre deosebire de semnalele radio terestre, este disponibil pe întreaga suprafață a Pământului. Acestea pot seta automat nu numai ora exactă, ci și fusul orar local. Pentru a recepționa cu succes un semnal GPS, ceasul are nevoie de multă lumină solară și de o vedere directă spre cer, din cauza consumului său ridicat de energie. Prin urmare, acestea sunt echipate cu o tehnologie ecologică alimentată cu energie solară, la fel ca și ceasurile radiocomandate, dar tind să fie mai scumpe.

Avantajele ceasurilor RC față de GPS

  • Costuri mai mici. Cele mai ieftine ceasuri RC pot fi cumpărate pentru aproximativ 2.000 CZK. În schimb, celmai ieftin ceas cu sincronizare a timpului prin GPS este Casio G-Shock Gravitymaster GPW-1000, care costă în jur de 20.000 CZK.
  • Cerințe de energie mai mici. Ceasurile RC au nevoie de mult mai puțină energie (de ordinul a zece până la o sută de ori) pentru a efectua o actualizare decât ceasurile cu sincronizare GPS.

Dezavantajele RC față de GPS

  • Disponibilitatea semnalului este limitată de locația emițătoarelor. Acesta nu este încă disponibil în multe locuri de pe Pământ (Africa, Australia, America de Sud). În schimb, ceasurile cu sincronizare a timpului prin GPS sunt disponibile literalmente oriunde în aer liber.
  • Nu poate recunoaște fusul orar în care vă aflați și trebuie să îl setați manual. În unele circumstanțe, ceasul poate recunoaște fusul orar, dar acest lucru nu este în general rezolvat.

O altă opțiune este sincronizarea orei prin Bluetooth, care poate fi utilizată doar împreună cu un smartphone compatibil conectat la internet. Sincronizarea orei și diverse alte funcții suplimentare, cum ar fi actualizarea utilizării orei de vară, sunt controlate prin intermediul unei aplicații instalate pe smartphone. Avantajul constă în consumul foarte redus de energie.

Ce producător a fost primul?

Producătorul german de ceasuri Junghans este în mod clar primul, după ce a lansat primul ceas de masă radiocomandat produs în serie în 1985 și primul ceas de masă alimentat cu energie solară Radio Controlled Solar 1 un an mai târziu.

Primul care a trecut linia de sosire a fost germanul Junghans

În 1990, Junghans a obținut a treia premieră, când a lansat Mega 1 - primul ceas de mână radiocomandat din lume. Acesta avea o antenă de recepție încorporată în curea și era capabil să recepționeze semnalul radio terestru al stației de emisie germane DCF77, situată în Mainflingen (la aproximativ 25 km de Frankfurt). Designul lor futurist a fost realizat de compania germană Frog Design, un creator de renume mondial al așa-numitului design emoțional, al cărui crez este: "Forma urmează emoția".

Primul ceas solar de mână a fost dezvoltat de Junghans în 1992 și lansat un an mai târziu sub denumirea specială X2005, grupul 21.

Japonezii contraatacă

Primul ceas radiocomandat care putea primi semnale de la mai multe emițătoare (2x Japonia, Germania, Anglia) a fost introdus de către producătorul japonez de ceasuri Citizen în 1993. Modelul AG 7400 s-a caracterizat prin designul său îndrăzneț, cu antena de recepție amplasată în centrul cadranului, sub sticlă. Acesta a fost urmat, în 1999, de primul ceas Citizen Attesa Eco-Drive Radio-Controlled Watch, controlat prin radio și alimentat cu energie solară, care a fost conceput doar pentru piața japoneză.

În anul 2000, producătorul japonez de ceasuri Casio a lansat primul său ceas radiocomandat din linia de modele G-Shock, Casio Master of G GW-100. Apoi, în noiembrie 2001, a lansat primul său ceas radiocomandat și alimentat cu energie solară, Casio Wave Ceptor WVA-300, iar un an mai târziu, primul ceas radiocomandat și alimentat cu energie solară din linia de modele G-Shock, denumit simplu "The G".

Trivia din istoria controlului radio al timpului

Se poate spune că prima persoană care a introdus public conceptul de ceasuri radiocomandate a fost inginerul optician irlandez Sir Howard Grubb. Acest lucru s-a întâmplat în noiembrie 1898, în cadrul unei prelegeri ținute la Royal Society din Dublin. Iar în 1903, Marina Statelor Unite ale Americii a început să transmită primul semnal de timp radio din lume de la Observatorul Naval al SUA din Washington. Până atunci, ora exactă era transmisă prin telegraf. Observatorul Regal de la Greenwich a început să transmită ora exactă prin telegraf pentru prima dată în 1852. Așa-numita oră medie de la Greenwich (GMT) a devenit nu numai ora uniformă pentru întreaga Anglie în următorii câțiva ani, ci și, mai târziu, baza unui sistem mondial de măsurare a timpului.

În Europa, Germania și Franța au fost primele care au transmis un semnal de timp în 1910. În Republica Cehă, transmisia pe unde scurte a semnalului de ceas, dezvoltată la Institutul de Radiotehnică și Electronică al Academiei de Științe, a început în 1955. Ulterior, transmisia semnalului orar s-a mutat în banda de unde lungi, care are avantajul unei raze de semnal mai mari. Stația cehoslovacă OMA 50 transmite semnalul orar din 1957 (prima transmisie pe unde lungi din lume). După definirea timpului coordonat de la Praga (UTC Tempus Pragense) în ianuarie 1969, această stație a transmis ora exactă în corespondență de microsecunde cu timpul coordonat la nivel mondial UTC (succesorul timpului mediu de la Greenwich utilizat anterior). Cu toate acestea, în anii 1970, compania de stat Pragotron a produs doar câteva exemplare ale ceasului controlat de semnalul orar OMA 50, astfel că în 1995 stația a fost anulată din cauza costurilor prohibitive de funcționare.

Stația germană DCF77, situată în Mainflingen (la aproximativ 25 km sud-est de Frankfurt pe Main), care a început să emită în septembrie 1970, este acum disponibilă pe teritoriul nostru. Raza sa de acțiune este de până la 2 000 km. Pe lângă ora exactă, data curentă, ziua săptămânii, fusul orar, secunda bisectă și ora de vară, semnalul include și prognoze meteo pentru 60 de regiuni din Europa (Republica Cehă are 3 regiuni). Operarea emițătorului este asigurată de Poșta Federală Telekom, care operează propriul emițător și propriile antene, și de Institutul Federal Fizico-Tehnic PTB Braunschweig, care este responsabil de acuratețea semnalului orar al ceasului atomic.

Semnalul stației de emisie germane DCF77 este utilizat, de exemplu, pentru a sincroniza toate ceasurile de stație ale companiei feroviare Deutsche Bahn și pentru alte aplicații din administrația publică, energie, transporturi sau industrie. Informațiile meteorologice conținute în semnal sunt recepționate de stațiile meteorologice naționale disponibile în mod obișnuit.

Informații suplimentare:

6 NEJ: Ceas pentru bărbați cu sincronizare RC sau GPS
11.5.2023
6 NEJ: Ceas pentru bărbați cu sincronizare RC sau GPS